刘士利 罗英楠 刘宗烨 邓金锁 蔡国伟

（1. 现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室（东北电力大学） 吉林 132012 2. 先进输电技术国家重点实验室（全球能源互联网研究院有限公司） 北京 102209）

0 引言

随着能源枯竭和环境污染问题越发严峻，目前全球海上风电开发呈现出深远海化和集群化的发展趋势[1]，离海岸距离超过100km 的深远海域具有更丰富的风能资源，是未来海上风电探寻的重点方向[2]。德国等部分欧洲国家的深远海风电场已经投运[3]，中国已经进行了基础前瞻性探索[4-6]，其中，大规模风电跨海远距离输送是深远海域风能开发涉及的关键问题之一。

海上风电输送技术难度较大和成本较高，一般采用电缆线路。采用直流输电方式虽然可以减小损耗提升载流量，但直流电压下空间电荷积累效应给电缆绝缘带来了严峻挑战，在一定程度上限制了输送容量的提升。若采用工频交流输电，则由电容效应导致的无功电流和电磁感应引起的护套感应电流将显著影响电缆的输送容量、传输距离和经济性。而介于工频和直流之间的低频乃至分频输电方式可能在海上风电并网中得到广泛应用[7-9]。因此电缆在低频输电方式下的损耗和载流特性是深远海风电高效输送的关键因素之一。

目前，关于电缆护套感应电压、环流损耗的研究多集中于工频输电方式，采用的方法有IEC 标准法及有限元方法。文献[10]分析了多回路电力电缆不同敷设方式对环流的影响，指出了不同相序组合下的环流分布规律；……